高效宽电压增益CLLC谐振变换器分段控制研究

文伟仲，舒 杰，王 浩，陈亚宾，黄 玮

(1.中国科学院广州能源研究所，广东广州 510640；2.中国科学院大学，北京 100049；3.广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室，广东广州 510640；4.中国广核新能源控股有限公司，香港 999077；5.深圳中广核工程设计有限公司，广东深圳 518100)

近年来，随着分布式发电微网、新能源汽车的快速发展，双向CLLC 谐振变换器在储能系统功率变换中得到广泛关注。由于其拓扑结构对称，能提供能量的双向流动；可在较大频率范围内实现软开关，因此开关损耗较低、功率密度高、双向工作时调压范围均较大，相对于其他双向变换器和谐振变换器，在高频、高压场合应用具有很大优势[1]。

CLLC 变换器的控制策略主要为PFM 和PWM。其中PFM 控制方法的原理简单，且软开关范围较宽，但是在开关频率变化范围一定的情况下，可以实现的电压增益范围很窄，即在输入电压不变时，输出电压的范围有限[2]。PWM 控制电路的设计较简单，但软开关范围较窄，环流损耗较大[3]。因此文献[4-5]对于传统的控制方法进行改进，并应用于LLC 等拓扑中，使一定的电压增益范围下，频率的变化范围减小，从而减小变换器的尺寸，提高功率密度，在参数设计时，也可以提高变压器励磁电感和谐振回路电感的比值，减小变换器的损耗。

文献[6]提出了一种用于LLC 电路的分段控制方法，在开关工作在额定频率附近时采用常规的PFM 控制；分别利用APWM(asymmetric pulse width modulation，非对称脉冲宽度调制)控制和SPWM(symmetric pulse width modulation，对称脉冲宽度调制)控制，实现较高和较低的电压增益，从而缩小开关频率的范围，但将其应用于全桥CLLC 变换器时，由于拓扑的对称性等问题，需要进行优化。……